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為什麽說芯片設計不難,生產芯片難

發表時間:2022-07-05
來源:網絡整理
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我們現在都知道芯片製造的完整過程包括:芯片設計晶圓製造封裝測試等幾個主要環節,每個環節都是尖精技術和先進科技的體現。


我們上次有提到過,設計一款芯片,開發者先要明確需求,定義諸如指令集、功能、輸入輸出管腳、性能與功耗等關鍵信息,將電路劃分成多個小模塊,清晰地描述出對每個模塊的要求。

然後由“前端”開發者根據每個模塊功能設計出“電路”,運用計算機語言建立模型並驗證其功能準確無誤。“後端”開發者則要根據電路設計出“版圖”,將電路按其連接關係,有規律地翻印到一個矽片上。

至此,芯片設計才算完成。那為什麽說生產芯片比設計芯片難呢?是因為後麵的環節到了並不是你有技術就能完成的事了。

設計的最後環節就是流片,也就是試生產,設計完後,由芯片代工廠小批量生產一些,供測試用。它看起來是芯片製造,但實際屬於芯片設計行業。

流片技術上不困難,因為芯片設計基於現有工藝,除了少量需要芯片設計企業指導的生產之外,困難在於錢、錢、錢。

流片一次有多貴?先引用CMP(Circuits Multi-Projets,美國一家非營利性多項目晶圓服務組織)的公開報價吧。

圖片1.png

 

圖片來自CMP報價表

按照這份報價,以業內裸芯(die)麵積最小的處理器高通驍龍855為例(尺寸為8.48毫米×8.64毫米,麵積為73.27平方毫米),用28納米製程流片一次的標準價格為499,072.5歐元,也就是近400萬元人民幣!

然後,芯片設計企業可以拿到什麽呢?25個裸芯,平均每個16萬元!

如此複雜的設計,不能有任何缺陷,否則無法修補,必須從頭再來。那就需要再次流片,就斷流片成功,也可能需要繼續修改優化,再次改進後再次流片,而如果重新設計加工,一般至少需要一年時間。每一次都需要至少幾百萬元!

或許有會提出疑問,這是成本上的問題,為什麽算在困難上呢?這當然是困難了,世界上最大的困難不就是沒錢嗎?

之所以在會提到流片費用,是因為許多人在談及芯片製造困難的時候都會指出,建立一條先進製程芯片產線需要天量資金投入,但通過流片可以看出,芯片設計對資金的渴求也同樣驚人並且對團隊的智慧、精力、耐心都是極大考驗。